CN212221215U - 一种高温熔盐储罐布盐系统 - Google Patents

Abstract

一种高温熔盐储罐布盐系统，涉及一种布盐系统。本实用新型解决了现有的熔盐储罐布盐装置由于熔盐温度分布不均及产生竖向的温度梯度，导致存在罐底及罐壁焊缝处的应力开裂，造成泄漏事故的问题。本实用新型的竖直管段通过由上至下依次布置的多个罐壁支撑竖直安装在罐体内，竖直管段的上端通过罐顶连接结构与罐体连接，罐底熔盐分布环通过罐底支撑安装在罐体内，且罐底熔盐分布环与竖直管段连接，罐底熔盐分布环为八边形圆环，罐底熔盐分布环上沿圆周方向上安装有多个喷嘴，多个喷嘴分别与八边形圆环的每条边都形成夹角，且相邻两个喷嘴的喷口朝向相反。本实用新型用于高温熔盐储罐布盐。

Description

一种高温熔盐储罐布盐系统

技术领域

本实用新型涉及一种以热熔盐为储热介质的储热系统，具体涉及一种高温熔盐储罐布盐系统，用于槽式及塔式光热发电储热系统的大型熔盐储罐系统。

背景技术

太阳能热发电技术是近年来太阳能利用的热点方向，尤其是包含储能装置的太阳能槽式及塔式热发电技术已成为光热电站不间断供电的可再生能源的重要形式，储热系统采用熔盐为介质，将太阳能以热能的形式储存起来，早晚或云遮间隙依靠储存的能量维持系统的正常运行。储热系统是光热电站中必不可少的组成部分，而冷、热熔盐储罐是储热系统的主要设备之一。

太阳能热发电系统，随着储热和放热过程的进行，热熔盐在冷、热熔盐储罐中循环流动。为了避免熔盐凝固，冷、热储罐中熔盐温度需要保持在熔盐凝固点265℃以上。要达到这一要求，当经过吸热过程的熔盐进入热罐，以及经过放热过程的熔盐进入冷罐时，需要保证熔盐均匀地分布于罐体之中，避免产生局部温度不均及竖向上的温度梯度形成。通常采用将熔盐入口管道直接深入储罐底部，并连接熔盐分布环，熔盐分布环上均匀开孔，使熔盐注入储罐时分布在储罐底部。然而，由于各开孔距离熔盐入口管道的距离和阻力各不相同，熔盐从熔盐分布孔流出量分布不均匀，仍然会造成储罐内熔盐温度分不均。

目前50MW槽式光热电站7.5小时储热的熔盐储罐直径已经达到38m，高度15m左右，如此庞大的储罐，常规布盐装置极易造成温度分布不均及产生竖向的温度梯度。这种温度不均极易造呈罐底及罐壁焊缝处的应力开裂等情况发生，极易发生泄漏事故，对光热电站的稳定运行造成危害。

综上所述，现有的熔盐储罐布盐装置由于熔盐温度分布不均及产生竖向的温度梯度，导致存在罐底及罐壁焊缝处的应力开裂，造成泄漏事故的问题。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有的熔盐储罐布盐装置由于熔盐温度分布不均及产生竖向的温度梯度，导致存在罐底及罐壁焊缝处的应力开裂，造成泄漏事故的问题。进而提供了一种高温熔盐储罐布盐系统。

本实用新型的技术方案是一种高温熔盐储罐布盐系统，包括罐底熔盐分布环、竖直管段、罐底支撑、罐顶连接结构、喷嘴和多个罐壁支撑，竖直管段通过由上至下依次布置的多个罐壁支撑竖直安装在罐体内，竖直管段的上端通过罐顶连接结构与罐体连接，罐底熔盐分布环通过罐底支撑安装在罐体内，且罐底熔盐分布环与竖直管段连接，罐底熔盐分布环为八边形圆环，罐底熔盐分布环上沿圆周方向上安装有多个喷嘴，喷嘴分别与八边形圆环的每条直段呈一定角度布置，且相邻两个喷嘴的喷口朝向相反。

进一步地，罐底熔盐分布环为正八边形圆环。

进一步地，罐底熔盐分布环包括三通管、多个直管段、竖直段连接弯头、多个分布环连接弯头和多个喷嘴接管法兰，三通管的水平段与多个直管段之间通过多个分布环连接弯头顺次连接形成环形管体，每个直管段上至少安装有一个喷嘴接管法兰，三通管的竖直段通过竖直段连接弯头与竖直管段连接。

进一步地，罐底支撑包括腹板、立板、第一垫板和第二垫板，腹板的上端面为内凹的圆弧面，腹板和第一垫板之间通过立板连接，第二垫板安装在第一垫板的下端。

进一步地，罐壁支撑包括锥管、套管、支撑角钢和连接垫板，套管套装在竖直管段上，锥管的大端向上套装在竖直管段上并与套管固定连接，支撑角钢的一端与套管固定连接，支撑角钢的另一端通过连接垫板与罐体的罐壁连接。

进一步地，喷嘴包括喷嘴喇叭接口、多孔管和喷嘴接管反法兰，多孔管通过喷嘴接管反法兰安装在喷嘴接管法兰上，喷嘴喇叭接口安装在多孔管上。

进一步地，喷嘴的喷嘴喇叭接口的轴线与直管段的轴线之间的夹角为60°-70°。

进一步地，喷嘴的喷嘴喇叭接口的轴线与直管段的轴线之间的夹角为65°。

进一步地，罐顶连接结构包括管路法兰、罐顶法兰和多个加强筋板，管路法兰安装在竖直管段的顶端，罐顶法兰套装在竖直管段的上部并通过多个加强筋板与竖直管段和罐体连接。

本实用新型与现有技术相比具有以下改进效果：

本实用新型采用了罐底熔盐分布环1，并在罐底熔盐分布环1上安装有喷嘴5，多个喷嘴5将熔盐均匀分布在储罐中，能够有效降低热熔盐对储罐罐体的热冲击，并且在熔盐注入过程中起到旋转、搅拌作用，从而有效解决储罐中熔盐温度分布不均问题及消除竖向产生温度梯度的现象，避免了罐底及罐壁焊缝处的应力开裂，造成泄漏事故的问题。

附图说明

图1是本实用新型所述的布盐系统的罐底熔盐分布环的结构示意图；图2是罐底熔盐分布环1的示意图；图3是喷嘴接管法兰1-3的安装示意图；图4是喷嘴接管法兰1-3的主视图；图5是罐底支撑3侧视图；图6是图5的左视图；图7是图5的主视图；图8是罐壁支撑4的主视图；图9是罐壁支撑4的俯视图；图10是喷嘴5的结构示意图；图11是罐顶连接结构6的主视图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图11说明本实施方式，一种高温熔盐储罐布盐系统包括罐底熔盐分布环1、竖直管段2、罐底支撑3、罐顶连接结构6、喷嘴5和多个罐壁支撑4，竖直管段2通过由上至下依次布置的多个罐壁支撑4竖直安装在罐体7内，竖直管段2的上端通过罐顶连接结构6与罐体7连接，罐底熔盐分布环1通过罐底支撑3安装在罐体7内，且罐底熔盐分布环1与竖直管段2连接，罐底熔盐分布环1为八边形圆环，罐底熔盐分布环1上沿圆周方向上安装有多个喷嘴5，喷嘴5分别与八边形圆环的每条直段呈一定角度布置，且相邻两个喷嘴5的喷口朝向相反。

本实施方式的熔盐布盐系统，为设置于储罐底部呈八角环形的熔盐分布环及由储罐罐顶延伸至储罐底部的输盐竖向管段。所述熔盐分布环和竖向管段采用三通及弯头连成整体。该布盐系统熔盐输送管线由布置于罐底、罐壁、罐顶的连接结构固定于储罐罐体上。

热熔盐经由储罐顶端竖直管段顶部入口，竖直向下进入罐底熔盐分布环，经由熔盐分布环上设置的多组喷头进入储罐底部，呈一定角度设置的喷嘴系统，可以使进入罐体的熔盐在罐底周向上产生旋转，这种旋转可以带动熔盐运动，这种旋转、搅拌作用可以使储罐中熔盐温度分布更加均衡，同时也可以避免储罐中熔盐竖直方向上温度梯度的形成。

本实施方式能够有效改善熔盐进入储罐时的分布均匀度，有利于温度分布均衡，避免熔盐局部温度分布不均导致的熔盐凝固甚至堵塞管路等事故的发生。同现有技术相比有以下等优点：能够有效缓解熔盐进入储罐对罐体的热冲击；能够使得储罐中熔盐温度分布更均衡；能够有效避免储罐竖直方向上的温度梯度产生；能够提高储热系统的稳定性；能够保证光热电站的稳定输出。

具体实施方式二：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的罐底熔盐分布环1为正八边形圆环。如此设置，便于将熔盐均布到整个罐体中。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图2说明本实施方式，本实施方式的罐底熔盐分布环1包括三通管1-4、多个直管段1-1、竖直段连接弯头1-5、多个分布环连接弯头1-2和多个喷嘴接管法兰1-3，三通管1-4的水平段与多个直管段1-1之间通过多个分布环连接弯头1-2顺次连接形成环形管体，每个直管段1-1上至少安装有一个喷嘴接管法兰1-3，三通管1-4的竖直段通过竖直段连接弯头1-5与竖直管段2连接。如此设置，结构简单，便于生产制造和连接，尤其是能够形成环形，为实现熔盐的均布提供便利条件。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图5至图7说明本实施方式，本实施方式的罐底支撑3包括腹板3-1、立板3-2、第一垫板3-3和第二垫板3-4，腹板3-1的上端面为内凹的圆弧面，腹板3-1和第一垫板3-3之间通过立板3-2连接，第二垫板3-4安装在第一垫板3-3的下端。如此设置，便于支撑罐底熔盐分布环1。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二或三相同。

具体实施方式五：结合图8和图9说明本实施方式，本实施方式的罐壁支撑4包括锥管4-1、套管4-2、支撑角钢4-3和连接垫板4-4，套管4-2套装在竖直管段2上，锥管4-1的大端向上套装在竖直管段2上并与套管4-2固定连接，支撑角钢4-3的一端与套管4-2固定连接，支撑角钢4-3的另一端通过连接垫板4-4与罐体7的罐壁连接。如此设置，便于将竖直管段2牢固的与罐体7连接。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。

具体实施方式六：结合图10说明本实施方式，本实施方式的喷嘴5包括喷嘴喇叭接口5-1、多孔管5-2和喷嘴接管反法兰5-3，多孔管5-2通过喷嘴接管反法兰5-3安装在喷嘴接管法兰1-3上，喷嘴喇叭接口5-1安装在多孔管5-2上。如此设置，结构简单，便于均匀的向罐体内喷洒熔盐。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。

具体实施方式七：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的喷嘴5的喷嘴喇叭接口5-1的轴线与直管段1-1的轴线之间的夹角为60°-70°。如此设置，便于在熔盐进入罐底时可使熔盐沿轴向产生旋转，这种旋转、搅拌的作用，可有效改善熔盐在罐体内的流动状况，有利于熔盐温度的均匀分布以及避免竖向温度梯度的形成。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。

具体实施方式八：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的喷嘴5的喷嘴喇叭接口5-1的轴线与直管段1-1的轴线之间的夹角为65°。如此设置，熔盐的旋转、搅拌作用为最佳。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六或七相同。

具体实施方式九：结合图11说明本实施方式，本实施方式的罐顶连接结构6包括管路法兰6-1、罐顶法兰6-2和多个加强筋板6-3，管路法兰6-1安装在竖直管段2的顶端，罐顶法兰6-2套装在竖直管段2的上部并通过多个加强筋板6-3与竖直管段2和罐体7连接。如此设置，便于与罐体连接。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七、八或九相同。

本实用新型的目的在于解决下游熔盐储罐的熔盐注入分布不均匀及温度不均衡、易于产生温度梯度等问题，提供了一种用于熔盐储罐的新型熔盐布盐系统，可以起到使熔盐入流均匀分布的作用。本实用新型的布盐系统中罐底熔盐分布环1呈八角圆环形式(指八边形圆环)，详细结构见附图1，竖直段连接弯头1-5为90°弯头，罐底熔盐分布环1的各部位采用焊接连接形式，其中分布环直管段1-1布置多组法兰接口1-3，法兰接口同直管段呈一定角度布置，详细布置角度及定位见图1。

本实用新型的喷嘴5可在熔盐注入时，有效避免熔盐对罐底及底圈壁板的热冲击且呈一定角度布置的喷嘴5在熔盐进入罐底时可使熔盐沿周向产生旋转，这种旋转、搅拌作用，可有效改善熔盐在罐体内的流动状况，由利于熔盐温度的均匀分布以及避免竖向温度梯度的形成。

本实用新型的多组罐底支撑布置于熔盐分布环直管段1-1的中段，用以支撑罐底熔盐分布环及竖直管段带来的重量。

本实用新型的罐壁支撑的各构件之间采用焊接形式连接成整体，详细结构附图5。该支撑结构多组布置于罐壁一侧，用以固定竖直管段2。

采用本实用新型用于太阳能光热储热罐中的布盐系统后，当储罐中熔盐介质流入时，布盐系统能够使熔盐均匀分布在储罐中，经喷嘴流出的熔盐可以获得沿储罐周向上的旋转能力，在降低对罐壁的热冲击的同时，使得储罐中熔盐产生搅拌作用，从而可以有效降低储罐中的熔盐温度分布不均、温度分层等现象，提高了储热系统的稳定性，对整个光热电站的稳定输出起到了重要作用。

结合图1至图11说明本实用新型的工作原理：

热交换完毕的熔盐经由立式熔盐泵，从罐顶沿布盐系统竖向管段进入熔盐分布环。经由八角环状布盐器上喷嘴进入储罐，呈一定角度设置的喷嘴，可在熔盐进入储罐底部时，使熔盐获得周向上的旋转，这种类似搅拌的作用，可有效改善熔盐分布的均匀性及温度分布的均衡性，可以有效避免竖向上温度梯度的产生。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种高温熔盐储罐布盐系统，其特征在于：它包括罐底熔盐分布环(1)、竖直管段(2)、罐底支撑(3)、罐顶连接结构(6)、喷嘴(5)和多个罐壁支撑(4)，

竖直管段(2)通过由上至下依次布置的多个罐壁支撑(4)竖直安装在罐体(7)内，竖直管段(2)的上端通过罐顶连接结构(6)与罐体(7)连接，罐底熔盐分布环(1)通过罐底支撑(3)安装在罐体(7)内，且罐底熔盐分布环(1)与竖直管段(2)连接，罐底熔盐分布环(1)为八边形圆环，罐底熔盐分布环(1)上沿圆周方向上安装有多个喷嘴(5)，喷嘴(5)分别与八边形圆环的每条直段呈一定角度布置，且相邻两个喷嘴(5)的喷口朝向相反。

2.根据权利要求1所述的一种高温熔盐储罐布盐系统，其特征在于：罐底熔盐分布环(1)为正八边形圆环。

3.根据权利要求2所述的一种高温熔盐储罐布盐系统，其特征在于：罐底熔盐分布环(1)包括三通管(1-4)、多个直管段(1-1)、竖直段连接弯头(1-5)、多个分布环连接弯头(1-2)和多个喷嘴接管法兰(1-3)，三通管(1-4)的水平段与多个直管段(1-1)之间通过多个分布环连接弯头(1-2)顺次连接形成环形管体，每个直管段(1-1)上至少安装有一个喷嘴接管法兰(1-3)，三通管(1-4)的竖直段通过竖直段连接弯头(1-5)与竖直管段(2)连接。

4.根据权利要求3所述的一种高温熔盐储罐布盐系统，其特征在于：罐底支撑(3)包括腹板(3-1)、立板(3-2)、第一垫板(3-3)和第二垫板(3-4)，腹板(3-1)的上端面为内凹的圆弧面，腹板(3-1)和第一垫板(3-3)之间通过立板(3-2)连接，第二垫板(3-4)安装在第一垫板(3-3)的下端。

5.根据权利要求4所述的一种高温熔盐储罐布盐系统，其特征在于：罐壁支撑(4)包括锥管(4-1)、套管(4-2)、支撑角钢(4-3)和连接垫板(4-4)，套管(4-2)套装在竖直管段(2)上，锥管(4-1)的大端向上套装在竖直管段(2)上并与套管(4-2)固定连接，支撑角钢(4-3)的一端与套管(4-2)固定连接，支撑角钢(4-3)的另一端通过连接垫板(4-4)与罐体(7)的罐壁连接。

6.根据权利要求5所述的一种高温熔盐储罐布盐系统，其特征在于：喷嘴(5)包括喷嘴喇叭接口(5-1)、多孔管(5-2)和喷嘴接管反法兰(5-3)，多孔管(5-2)通过喷嘴接管反法兰(5-3)安装在喷嘴接管法兰(1-3)上，喷嘴喇叭接口(5-1)安装在多孔管(5-2)上。

7.根据权利要求6所述的一种高温熔盐储罐布盐系统，其特征在于：喷嘴(5)的喷嘴喇叭接口(5-1)的轴线与直管段(1-1)的轴线之间的夹角为60°-70°。

8.根据权利要求7所述的一种高温熔盐储罐布盐系统，其特征在于：喷嘴(5)的喷嘴喇叭接口(5-1)的轴线与直管段(1-1)的轴线之间的夹角为65°。

9.根据权利要求8所述的一种高温熔盐储罐布盐系统，其特征在于：罐顶连接结构(6)包括管路法兰(6-1)、罐顶法兰(6-2)和多个加强筋板(6-3)，管路法兰(6-1)安装在竖直管段(2)的顶端，罐顶法兰(6-2)套装在竖直管段(2)的上部并通过多个加强筋板(6-3)与竖直管段(2)和罐体(7)连接。

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